一个基于可持续发展的产业结构优化模型-百度文库讲解.doc

论文摘要 经济增长、社会进步与环境保护是当今社会发展的三大主题，可持续发展正是人类在追求其经济目标、社会目标与生态环境目标的基础上所提出的崭新发展观。中国在21世纪的发展过程中面临着促进经济增长，稳定社会就业以及保护生态环境的三重挑战，能否成功，不仅取决于中国经济改革的进一步深入，还取决于产业结构的优化与升级。如果说经济改革是中国可持续发展最基本的驱动力的话，那么协调合理的产业结构则是可持续发展的基本轨道。21世纪中国面临的不仅仅是增长与发展问题，更是产业结构的调整与优化问题。本文以中国经济社会可持续发展为背景，提出一个经济增长与产业结构调整的优化模型，并以此为基础，对中国在21世纪前20年的中长期发展中，经济增长、就业变化、污染控制以及产业结构的转换与调整的“互动”关系进行了模拟与展望。 一个基于可持续发展的 产业结构优化模型 潘文卿 清华大学中国经济研究中心 作者简介 潘文卿，男，1999年毕业于中国人民大学国民经济管理系，获经济学博士学位。现在清华大学经济管理学院作博士后研究工作。通讯地址：清华大学经济管理学院332信箱， 邮政编码：100084，电话：62772541，E-mail: 。 一个基于可持续发展的产业结构优化模型 清华大学中国经济研究中心 潘文卿 一 引言 中国举世瞩目的经济改革是在1978年末具有划时代意义的十一届三中全会结束后开始的。整个80年代，这种以生产关系适应生产力发展为目标的经济改革，为中国经济总量的高速增长以及经济结构的全方位变革奠定了基础。90年代，中国进入了一个相对较快的经济增长阶段，经济资源从相对较低生产率的产业流向相对较高生产率的产业，带动了中国总体经济效益的提高，促进了全社会经济总量的增长。到90年代后期，产业结构严重脱离需求结构的畸形状态已基本消失，多数产品数量短缺现象基本消除，经济发展的瓶颈制约也得到缓解，基础产业和基础设施得到加强。这些情况表明，随着社会主义市场经济体制的建立和发展，计划经济时期的生产力与人民群众日益增长的物质与文化需要之间数量上的矛盾已经大大缓解，而1998年中国一定程度“买方市场”的出现，则进一步表明中国经济的发展已由供给约束开始向需求约束转变。但另一方面，由于中国人均资源拥有量少，生态环境的污染和破坏比较严重，而庞大的人口使得中国的就业问题相当突出，同时，随着世界经济一体化趋势的进一步加剧与中国加入WTO步伐的加快，经济发展已开始 面临强大的国际竞争压力。 当前，中国的经济巨轮已驶向21世纪的大门，21世纪前20年对中国来说是至关重要的。尽管中国经济在20世纪最后的20年中保持了快速增长，但在世纪末却已出现减速的势头。不仅如此，由于产业结构转换相对滞后，中国经济在快速增长的同时，也带来了许多新的挑战：经济改革难度加大，宏观经济面临着一定程度的不稳定性，经济效益问题仍很突出，就业压力越来越大，收入增长速度下降，环境污染进一步加剧。如果这些问题得不到解决，它们将会削弱中国的持续增长。这些问题的解决，不仅取决于中国经济改革的进一步深入，而且还取决于经济增长速度本身以及与之密切相关的产业结构的调整。如果说经济改革是中国经济增长与发展的最基本的驱动力的话，那么经济结构，尤其是协调合理的产业结构则是经济快速增长与平稳发展的轨道，另外，产业结构换代升级本身又是经济增长强有力的促进因素。21世纪中国经济的发展面对的不仅仅是增长速度问题，更是结构调整与优化的问题。本文将以中国经济社会可持续发展为前景，提出一个经济增长与产业结构调整的优化模型，并以此为基础，对中国经济在21世纪前20年的中长期发展中，经济增长、就业变化、污染治理以及产业结构的转换与调整的“互动”关系提供模拟与展望。 二 建模背景 尽管高速、平稳而持续的经济增长作为经济发展最为重要的目标之一受到各国政府的重视，但经济增长已不是唯一衡量经济发展的标志。经济发展的根本目的是为了促进人类社会的全面发展与进步，包括综合国力的提升，人民生活水平的提高以及生态环境质量的保护与改善，即人类社会必须走可持续发展之路。 可持续发展这一概念是在过去几十年发展经验基础上提出来的一个崭新观点，它是人类追求其经济目标、社会目标和生态目标的综合产物。可持续发展对于发展中国家来说尤为重要。发展中国家普遍面临着沉重的人口压力、经济欠发达、科学技术水平低下，与之相连的产业结构不协调与低水平，使得经济增长呈现资源依赖型，因此经济的发展必然导致自然资源过度开发、生态破坏和环境污染。 中国是一个发展中国家，消除贫困、促进增长、满足广大人民的物质生活与文化需求，仍是当前经济发展的首要目标。在相当长时期内，发展仍是中国可持续发展的核心，因此，在一定时期内还必须保持较高的、又是适度的经济增长速度。这里增长速度还应是必须强调的重点，因为没有一定的增长速度，解决就业、增加投资等一系列问题就没法解决；但速度又必须是适度的，这 种适度就是要做到生产与消费的协调、自然资源的合理开发与利用，以及生态环境的保护与改善，即实现经济、社会与环境的协调发展。 从目前情况看，实现可持续发展的关键还在于在达到经济社会发展目标下，不断减少资源、尤其是不可再生资源的过渡消耗，以及控制各种污染物的排放。由于资源的消耗与污染物的排放呈正相关关系，而不同的产业所排放的污染大小有别，因此，改善产业结构，提高投入-产出效益，是实现可持续发展的有效途径之一。 产业结构决定于最终需求结构和中间消费结构。前者又与消费结构、投资结构以及进出口结构有关；后者则主要取决于产业的技术构成。目前，中国的产业结构所存在的问题，一方面是滞后于收入增长引起的需求结构的变化，另一方面是产业结构本身的不尽合理，表现为产业结构的协调程度较低，高级化程度不足。从短期看，产业结构的调整主要是要素投入结构的变化，从长期看，就是要调整与促进产业技术结构的高级化。 当然，国民经济是一个由各种因素组成的整体，产业结构的变动是经济运行过程中内生决定的，但政府对产业结构的宏观调控不仅是必要的，而且是可能的。日本60、70年代产业政策的成功可以说是政府对产业结构调整的典范。中国政府近年来产业政策的实施也对经济的发展起到了积极作用，尤其是发展电信、公路等基础产业的产业政策对消除基础产业的“瓶颈”起到了决定性的作用。中国经济增长与产业结构优化模型正是基于政府对宏观经济与产业结构具有一定的调控能力为基本背景而建立的，因为本模型是一个宏观优化模型，它直接体现了优化者的优化目标。当然，该优化模型又是以一般均衡理论为基本框架的，因为本模型以投入产出模型为核心，同时完全以一个中国宏观经济需求导向增长模型为基本约束条件，即该模型完全是在一个需求导向增长模型的框架下运行的 。 三 模型描述 目标函数 中国经济增长与产业结构优化模型从经济、社会与环境三个方面设计了目标泛涵。 （1） 经济增长目标 由于产业结构优化的目的之一就是促进经济的增长与发展，而增长作为经济发展的最主要的目标也就成了本优化模型的一个主要的目标函数。模型确定报告期的GDP与基期的GDP之比达到最大，即 式中， 为各产业总产出列向量， 为投入产出直接消耗系数矩阵， 、 分别表示报告期与基期， 为以1为元素的列向量的转置，即为求和算子。 （2）充分就业目标 经济的增长是为了促进社会的发展，解决社会存在的主要问题。当前与经济发展密切相关的一个社会问题 是劳动力就业，这一问题在90年代末显得越来越突出了，而且也是中国进入21世纪后所长期面临的社会问题。为此，本优化模型的目标泛涵中包括了使失业率尽可能小的充分就业目标： 式中， 表示 年劳动力的总供给量， 为 年以社会总产值核算的社会全员劳动生产率。 （3） 污染控制目标 经济、社会、环境的协调发展是可持续发展的主要内涵。保护生态环境，合理开发与利用自然资源将是中国进入21世纪后所长期面临的主要问题之一。我们所建立的优化模型主要考虑了环境保护的大气污染控制问题 。 大气污染主要来自于化石能源消费中排放于空气中的二氧化碳（ ）、二氧化硫（ ）与烟尘（ ）等其他废物。模型中给出了如下对二氧化硫与烟尘排放的控制目标： 式中， 为各部门第 种能源消耗所产生的第 种污染物的排放系数，其中元素 表示第 部门单位第 种能源消耗所排放的第 种污染物， =1,2,3分别表示煤炭、燃油与天然气，K=1，2表示二氧化硫（ ）与烟尘（ ）； 为各部门第 种能源的消耗系数，其中元素 表示第 部门单位产出所消耗的第 种能源的实物量； 约束条件 经济运行主要受各经济变量间的内在连接关系决定，即现实的经济运行机制决定了模型的结构。主要的经济运行机制约束为： （1）投入产出平衡约束 式中， 表示最终消费列向量，它由居民消费列向量 与政府消费列向量 组成， 表示资本形成列向量， 表示净出口列向量。 （2）生产能力约束 式中， 是以各部门资本存量产出率为元素构成的列向量， 是由各部门资本存量为元素的列向量。 考虑到农业生产的特殊性，我们对农业还建立了下面生产函数的约束： 式中， 、 分别表示农业、化学工业的总产出， 为灌溉面积，即农业生产主要受制于化学工业的产出大小以及农田灌溉面积 ， 为待估参数。 对农田灌溉面积，我们以19801995年农田灌溉面积的平均增长率来估计。 式中 为19801995年农田灌溉面积的年均增长率， 为基期的灌溉面积。 （3）消费需求约束 式中， 表示 年的国内储蓄率。 （4）资本形成约束 式中， 表示国外资本流入（外国储蓄）占GDP的比重。 （5）净出口约束 在经济发展的任何一个时点上，经济变量在经济系统中都存在着供给推动关系与需求消耗关系，变量之间的供给与需求的环链关系的总和构成整个国民经济的运行机制。方程组（4）（10）给出了这种环链的基本约束关系。可持续发展要求除了考虑基本的经济变量间的约束之外，还须考虑社会发展的约束与资源环境的约束。 （6）劳动力供给约束 劳动力作为主要的生产要素对产出的增加有较大程度的影响。尽管当今中国的劳动力供给是比较富足的，劳动力从供给角度已基本不对中国经济增长形成太大的约束，但为了模型的完备性，我们还是列出了劳动力的需求边界，同时这一约束条件也对（5）式所决定的充许资本对劳动的无限替代起到了限制作用。 （7）自然资源约束 自然资源的约束主要考虑到了其再生性与适度开发与利用的相互适应问题。模型中只涉及到2个产业部门，即煤炭开采加工业和石油天然气采选加工业： 式中 表示 （ =4，5）部门产出所能达到的最高限。 （8）非负约束 模型设定 该模型是一个多目标规划问题。首先将GDP增长目标变换为最小化问题： 然后，我们分别设定三个目标的权数 （ =1，2，3），得到线性加权目标函数： 在具体设定模型时，产业部门是按照国家统计局提供的18部门投入产出表进行设置的 。该模型有18个内生变量、224个外生变量以及8个外生参数 ；模型中共有8个子模块、46个方程。 四 模型模拟 模拟方案的设计 经济增长、充分就业、控制污染是我们所建立的优化模型的目标泛涵。这三个目标相互依存、又相互制约。经济增长能够带来更多的就业机会，就业的增加又能促使产出的进一步增长；与此同时，经济增长过程往往是对自然资源的开发与使用过程，不合理地开发与使用又可对生态环境造成负面影响。如经济增长需要能源与动力，而煤炭与石油的开采与消费，又会造成空气与环境的污染；反过来，控制污染，在技术水平没有较大变化的情况下，就得压缩化石能源的开采与消费，这就会限制经济的增长速度，而增长速度的下降，又会使就业压力加大。如何使经济增长、充分就业与污染控制尽可能地协调起来，在中国当前面临增长压力、就业压力与控制污染压力都有相当重的条件下是相当困难的。但我们认为，在不同的时期，在不同的条件下，我们可以对主要矛盾给予充分的重视，从而对其目标设置较大的权数。 我们的模型中，共设计了四个模拟方案： （1）中性方案，即认为增长、就业与污染控制具有同等重要程度，因此各自取相同的权数； （2）增长偏向型方案：即认为增长比就业与污染控制都重要，因此对增长目标取相对较大的权数； （3）就业偏向型方案：即认为就业比增长与污染控制都重要，对就业目标取相对较大的权数； （4）污染控制偏向型方案，即认为控制污染比增长与充分就业相对重要一些，从而对污染控制目标取相对较大的权数。 模型模拟中发现，模型的运行结果对各种目标函数权数的敏感 性较弱。尤其是增长偏向型方案、就业偏向型方案完全与中性方案具有相同的模拟结果。为了揭示不同偏向对模型运行结果的影响，我们在选择各目标函数的权重时，除中性方案中增长、就业与污染控制目标权重各取1/3外，其他方案中所选中的偏向目标权重取1,非偏向目标权重均取为0。 中国经济增长与结构变革的中长期展望 表1给出了不同方案下的模拟结果。其中1995年栏内同时列出了按中国统计年鉴口径与按中国投入产出表口径所测算的总产出、GDP以及三次产业增加值的比重（括号中的数按中国统计年鉴口径测算），而不同方案中的2010年栏内的增长率指标也同时给出了两种口径下的测算值（括号中的数按中国统计年鉴口径测算） 。 表1的数据显示，中性/增长偏向/就业偏向型方案，2010年中国GDP将达到107620亿元1990年价人民币，比1995年翻了1翻多（投入产出表口径）；2020年将再次上升到215110亿元，又比2010年翻了1翻。污染控制型方案的模拟结果比其他方案略低，2010年与2020年GDP值分别为103380亿元201850亿元。说明控制污染方案将限制一些部门的产出增长幅度。 从增长速度看，19952010年的GDP年均增长率，若以投入产出表口径计算，中性方案/增长偏向/就业偏向型方案为6.75 % ，污染控制方案下为6.46 %，污染控制方案略低一些。而且它们均低于我们所设计的需求导向增长模型下的模拟值 ；但若拿2010年的数与按统计年鉴口径下1995年的数相比，则在中性方案/增长偏向/就业偏向型方案中GDP的年均增长率为8.02%，污染控制方案下也为7.73 %，要高于第二节的模拟值。20102020年，中性方案/增长偏向/就业偏向型方案的GDP年均均长率为7.17%，污染控制方案下为6.92%，它们也均高于我们所设计的需求导向型增长模型的模拟值 。 表1 中国经济增长与产业结构变化的主要宏观经济指标 中性/增长偏向型/就业偏向型 污染控制偏向型 总产出（1990年价格，10亿元） 10794 其中：第一产业所占比重% 16.46 第二产业所占比重% 67.17 第三产业所占比重% 16.37 增长率（年均%） 注：（1）失业率按从业人员口径计算。 （2）括号中的数是将1995年的有关变量按统计年鉴口径（1990年价）测算的。 从三次产业的增加值比重的变化看，2010年，中性方案/增长偏向/就业偏向型方案下三次产业的比重分别为11.2%、66.4%与22.3%，第一产业比重比1995年下降了5.2个百分点，第二产业也下降了1个百分点，第三产业则上升了6个百分点。污染控制方案中第三产业比重与其他方案基本相同，但第二产业的比重下降幅度比其他方案要大一 些，说明第二产业中污染强度大的部门较多。2020年，中性方案/增长偏向/就业偏向型方案下三次产业的比重再次变化为8.3%、61.8%与30.0%，第二产业的降幅大于第一产业。污染控制方案基本保持了其他方案的变动趋势，但具有较强污染程度的第二产业的比重下降得更快一些。总起来看，25年中尽管第一产业的比重在所有方案中都下降了约8个百分点，但其降幅却高达50%；第二产业比重在中性方案/增长偏向/就业偏向型方案里仅下降了5个百分点，降幅只有8%；即使在下降幅度较大的污染控制模型中，第二产业的比重也仅下降了11个百分点，降幅约为16%。可见第二产业的下降相对于第一产业来说是缓慢的。说明在结构变化上中国直到2020年还未能完全实现工业化，中国GDP的主要提供者仍将是第二产业。 从失业率的变化看，中性方案/增长偏向/就业偏向型方案下，2010年与2020年分别为10.5%与9.5%；而污染控制方案下由于一些强污染部门的限产等问题，失业率要高于其他方案，2010年与2020年分别为14%与15%。在所有方案中，居高不下的失业率说明中国较大的就业压力将是长期存在的。 大气中二氧化硫（ ）与烟尘（ ）排放量的年均增长率在各种方案中差别不大，均在6%8%之内。但污染控制方案仍比其他方案低出12个百分点。中国政府曾提出过在2000年大气污染物的排放量，二氧化硫（ ）为24.6百万吨，烟尘（ ）为17.5百万吨，比1995年的值分别上升10万吨与11万吨，据此推算，19952000年间二氧化硫（ ）与烟尘（ ）排放的年均增长率分别为0.11%与0.75% 。但实际上19851995年，中国大气中二氧化硫（ ）的排放年均增长率约为4.1% ，而烟尘（ ）的排放也似乎比中国政府的控制数高得多，因此中国政府在同时把增长与就业作为宏观控制目标时，污染控制的任务将是非常艰巨的。 表2提供了在中性/增长偏向/就业偏向型方案下18产业部门GDP结构的中长期变化情况。尽管农业的比重在1995年并不高，但其比重的下降幅度仍然较大，到2020年下降到1995年份额的一半。与采掘业及其产品加工业相关的金属矿业及其制品业、煤矿及其制品业、石油天然气工业的比重基本不变；食品、纺织等以农产品为主要中间投入的轻工业部门的份额稳定下降，但服装、皮革制造业则一直处于上升势头；建材工业、化学工业与机械制造等资本品部门的份额保持不变或有所上升；建筑业呈略降趋势，但运输邮电业、商业饮食业以及其他服务业的比重则迅速上升了。 农业份额的下降，在需求方面主要是恩格尔定律在起作用，即随着居民收入增加，居民消费中农产品份额将下降；在供给方面则主要源于土 地等稀缺因素的制约而导致了农业产出的缓慢增长，而后者，即供给方面的因素是更主要的原因。从长期看，农产品价格的上升将导致以其为主要中间投入的轻工业部门成本的上升，最终抑制了轻工业部门的发展。相反，相对充裕和便宜的资本供给则最终促进机电设备、交通、通讯器材等资本密集型产业的快速上升。 表2 中国18产业部门总产出及GDP比重变化（中性/增长偏向型/就业偏向型方案）（%） 年均增长率 （%） （10亿元，1990年价） GDP比重 （10亿元，1990年价） GDP比重 （10亿元，1990年价） GDP比重 （%） 表3列出了污染控制偏向型方案的模拟结果，可以看出，本方案基本保持了中性方案/增长偏向型/就业偏向型方案的部门结构变化趋势，即第一、第二产业比重下降，第三产业比重上升，以及制造业内部以农产品为原料的轻工制造业比重的下降和重工制造业比重的上升。只不过由于污染部门产出被限制，本方案GDP的总体增长速度要比其他方案低。 表3的结果显示，到2020年，农业增加值比重在污染控制偏向型方案中下降到8.3%，比其他方案高出0.1个百分点。电力、煤炭、石油天然气这三个能源工业增加值的比重，在本方案中与其他方案相同，但它们的年均增长率比其他方案略低。重制造业中化学工业的比重，本方案比其他方案略低，可见这一部门有着一定的污染强度而受到抑制；但机械工业的比重却在本方案中有所增大。金属矿产品业、建材业及木材家具制造业等原材料工业的比重，在本方案中同样有所增加。轻制造业中食品工业、纺织工业及纸文化用品业的相对比重也是增加的，但服装、皮革制造业的比重却下降了许多。建筑业及全部第三产业的各行业比重，在本方案中也都是增加的。 表3 中国18产业部门总产出及GDP比重变化（污染控制偏向型方案） 年均增长率（%） （10亿元，1990年价） GDP比重 （10亿元，1990年价） GDP比重 （10亿元，1990年价） GDP比重 （%） 五 简短结论和主要政策意义 模拟的结果说明，中国在21世纪的前20年中仍将可能保持7%左右的增长速度。但中国的就业压力及污染控制的压力却非常大。中国即使保持7%的增长速度，社会的非自愿失业率仍将达到10%左右；而大气中二氧化硫（ ）及烟尘（ ）的